Question

9．用如图所示的装置按顺序依次做“探究滑轮组机械效率和哪些因素有关”的实验．
（1）实验时分别挂上相同的钩码并且拉着钩码缓慢匀速上升．
（2）实验时不考虑绳重及摩擦，塑料滑轮、铝制滑轮及铁制滑轮外形相同、材质不同，则拉力F₁、F₂、F₃的大小关系是F₁＜F₂＜F₃；机械效率η₁、η₂、η₃的大小关系是η₁＞η₂＞η₃．

Answer 1

分析 （1）由二力平衡的条件可知，只有物体做匀速直线运功时，弹簧测力计的示数和绳子的拉力相等；
（2）三个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和机械摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，总功就是拉力F所做的功，额外功就是提升动滑轮所做的功，分别用物重、滑轮重以及提升物体绳子的条数表示出机械效率和拉力即可求出比值．

解答 解：
（1）由二力平衡的条件可知，只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才和绳子的拉力相等．
（2）根据塑料滑轮、铝制滑轮及铁制滑轮外形相同、材质不同，可知三组动滑轮重力的关系为：G_塑料＜G_铝＜G_铁，图中滑轮组绳子的段数为n=3，由题意知，不计绳重和摩擦，使用滑轮组时拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_动），在提升相同的重物时，动滑轮越重，拉力越大，所以F₁＜F₂＜F₃；
用图中三个滑轮组将重量相同的物体匀速提升相同高度，说明有用功是相等的，使用动滑轮时要克服动滑轮的重做额外功，动滑轮越重，额外功越多，机械效率越低，所以η₁＞η₂＞η₃．
故答案为：（1）匀速；（2）F₁＜F₂＜F₃；η₁＞η₂＞η₃．

点评 本题考查了二力平衡条件的应用和探究影响滑轮组机械效率的因素，侧重考查了控制变量法的应用．是一道很好的题目．